化學反應中pH值的智能控制.pdf

1、pH值在工業(yè)過程控制中占有舉足輕重的地位，許多化學工業(yè)過程中都存在著pH值的測控問題。在這些過程中，把pH值控制在一定的范圍內非常重要。但是由于pH過程的高度非線性，過程增益在中和點附近(pH值在6到8之間)非常高(往往達到100左右)，酸堿濃度的微小變化都能引起pH值強烈的變化，再加上pH過程的時變特性和對干擾非常敏感等原因，常規(guī)PID控制在大多數情況下無法勝任pH值控制的要求，所以此問題被公認為最難控制的過程之一。引起學者的廣泛關注

2、。 本文首先查閱了大量國內外文獻，著重了解了國內外工作者對pH過程控制所做工作的進展狀況。 其次建立了pH過程的數學模型，針對中和反應中pH值具有嚴重的非線性和滯后性這一難題，本文運用了一種分層優(yōu)化的非線性預測控制，即借用大系統理論中遞階算法求解非線性最優(yōu)控制的思想，通過遞階算法把非線性優(yōu)化轉化為線性優(yōu)化與協調兩級計算，避免了直接求解非線性優(yōu)化的困難，減少了計算量，從而使得預測控制算法能夠滿足實時控制的要求。 在

3、實驗室條件下，建立了一套pH值自動控制系統。上位機以VB6.0為編程環(huán)境，建立了控制界面和程序，下位機是C8051F020單片機，在IDE環(huán)境下用C語言編程，以中斷的方式自動完成D/A、A/D轉換、數據采集等工作，上、下位機之間的數據交換是基于MSComm控件的串口通信而進行的。另外利用MATLAB進行仿真，優(yōu)化參數，提高了控制的精度和穩(wěn)定性，取得了滿意的控制效果。 本論文的主要研究成果是：成功地解決了pH過程控制中的關鍵技術問